专利名称：多喷嘴闭式中低压细水雾喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种消防用的能自动开启喷发灭火的细水雾喷头，尤其是涉及一类多喷嘴闭式中低压细水雾喷头。
背景技术：
喷头是自动灭火设备终端的关键组件，它安装在防护现场用来喷水灭火，决定着消防系统的工作方式和灭火效果。广泛用于自动喷水灭火系统的喷头有两大类一类是闭式的洒水喷头。另一类是开式的水雾或细水雾喷头。
洒水喷头属低压闭式喷头，它平时被堵住喷口，着火时感温的热敏组件脱落打开喷口，放出水流冲击溅水盘，向四周洒水灭火。申请号为CN200410041981.0的发明专利申请公布了一种顶出尖式溅水雾闭式喷头，它的结构与现有的洒水喷头基本相同，只是增加了顶出尖装置，这可以防止密封柱下落时沉积在溅水盘上，能提高溅水效果。但仅靠单孔水流冲击溅水盘或溅雾锥的办法其流量和雾化度互相制约，雾化效果难佳，本质上它还属改进型的洒水喷头或洒水雾喷头。闭式洒水喷头的优点是每个喷头可根据所在处的温度自主控制喷发，其缺点是用水多、水滴大、水污染大，不适合灭油、气、电气类火灾。
水喷雾喷头是中低压开式喷头，它能够喷出较大粒滴的大水雾，其流量大、雾化度差，水耗及水迹污染也很严重。水喷雾喷头的喷口是常开的，只要开泵开总阀，整个的消防区内的所有水喷雾喷头就会一齐喷发，所以比较适宜把它安装在集中空间内，防护不怕水污染的高火险消防对象。自动洒水喷头和水喷雾喷头都只能在局部应用系统中使用，它们只适合把水直喷到火焰表面才能起作用，而不能做不对准着火目标的全淹没喷水灭火。
目前，细水雾喷头一般是开式喷头，细水雾喷头的喷水量仅为洒水喷头用量的几分之一到几十分之一，可清洁快速扑灭A、B、C以及电气类火灾。细水雾系统可用于全淹没灭火，也可用于局部灭火，是替代哈龙和渐趋替代常规喷水灭火系统的新技术。
近年来细水雾喷头的专利申请较多，例如申请号为CN02258972.4，CN03244446.X和CN03277532.6的专利申请给出了3种靠小孔压力出流撞击雾化的开式喷头。申请号为CN03278717.0的专利申请展示的喷头也是一种细水雾喷头，它是靠双级涡流雾化得到细水雾的，但它们都是开式喷头。
比较上述两大类喷头可以看出它们的特点很不相同，尤其是洒水喷头与细水雾喷头两者的优缺点正好完全相反。如洒水喷头的优点是智能型(闭式)，低压工作(水泵易得、安全性好，适合于民用)；缺点是喷水量大、雾化差、效率低，只能用于局部灭火。而细水雾喷头的优点是用水少、雾化好，还可用于全淹没灭火；缺点是非智能型(开式)，一般需在中高水压下工作才能获得好的细水雾(高压水源难得，安全性不如低压，适合于特殊用途)。若能取两者之长，去两者之短，搞出一类新的集两类喷头的优点，而没有它们的缺点的新型喷头最好。按理分析这种喷头应该是智能型(闭式)、用水少、雾化好，还须适应普通的中低压水源。
事实上许多大型公用或高层建筑的自动喷水灭火系统都特别需要具有这种功能的喷头。此类建筑中消防泵站集中一处，而管路和喷头则分散安装于每层的各房间，这种情况下无法使用水雾或细水雾喷头，因为它们不具备哪个房间着火，哪个房间的喷头就感温喷发，而别处房里的喷头仍关闭不喷的闭式自启动功能。如果各房间内有文件档案、仪器仪表、计算机站等贵重而怕水的物品，这种场所的消防也不宜用洒水喷头，因为它的喷水量大，其洒水灭火造成的水污染损失甚至不亚于火灾。若改用IG541或FM200等无水污染的气体灭火也不行，它们不仅昂贵、中高压民用欠安全，更主要的缺点是也只能使用齐喷齐停的开式喷头，若使用这种气体灭火系统只能是一个房间着火所有房间都一齐喷发灭火，这显然不行。其实目前还没有一种很适合上述特殊需要的消防喷头。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的自动喷水灭火系统中还未见可用的闭式低压细水雾喷头的现状，提供一种带有感温元件控制开启机构，且能用较少量中低压水就可喷出浓密细水雾的新式灭火喷头，即一类多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，所说的中低压是指压力小于3.45Mpa。
本发明设有喷头座、密封件、中间腔、雾化芯、喷头框架和感温支撑件；喷头座内设有喷头座中心孔、喷头座中心孔进口和喷头座中心孔出口；密封件设在中间腔内，密封件封堵住喷头座中心孔出口或封堵住中间腔底部的通孔；中间腔进口接喷头座中心孔出口，中间腔出口经通道或腔接雾化芯进口；雾化芯设至少两只，雾化芯内设有水流通道，水流通道与雾化芯喷口连通，雾化芯喷口通大气；喷头框架一端固定在喷头下方，喷头框架另一端支撑感温支撑件；感温支撑件位于喷头框架与密封件之间，感温支撑件用于支撑密封件。
密封件封堵住喷头座中心孔出口，使喷头座中心孔内的流体不进入中间腔及雾化芯，喷头处于闭式。中间腔底部设有通孔、供密封件底部或供密封件与感温支撑件的结合部或供感温支撑件顶部通过。当感温支撑件达到设定温度破坏时，密封件失去支撑从喷头座中心孔出口脱离，落入中间腔底部并堵住中间腔底部的通孔，同时喷头座中心孔出口被打开，中间腔及雾化芯进水，喷头处于开式的雾化喷发状态。
密封件可采用密封活塞或带尾柱的密封盘。可在密封件上或密封件和中间腔上或喷头座中心孔上或喷头座中心孔内的压环上设有密封配件，密封配件可采用密封圈或密封垫等。
中间腔可采用圆柱形腔、带环形槽的阶梯柱形腔、带放射通槽的环形壁围成的圆柱形腔中的一种。
雾化芯内的水流通道为选自圆射流雾化通道，或液膜射流雾化通道，或圆射流雾化通道与液膜射流雾化通道组合成的雾化通道；由此形成本发明相应的各种雾化芯结构，例如旋流雾化芯、互击流孔雾化芯、内外旋流双级雾化芯、射流旋流复合雾化芯、分旋流叶片雾化芯、双级内旋流雾化芯、空心锥螺旋雾化芯、旋流互击流双级雾化芯、带喇叭口的小孔雾化芯等，也可用其它类型适当的雾化芯。
感温支撑件由感温元件和支撑组件构成，感温元件选自达到设定温度立即破坏的感温玻璃泡或易熔合金，支撑组件为设于喷头框架上的压紧杆系或调紧机构，用于调节密封件压在喷头座中心孔出口的压紧力和密封度，调紧机构可选用调紧螺钉等。
喷头座内设有正对喷头座中心孔出口的中间腔及其内置的密封件，雾化芯设于喷头座的外周壁中，雾化芯进口的通道接中间腔或接中间腔的出口环槽，雾化芯的喷口通大气。喷头框架固接在喷头座底部，密封件由支撑在喷头框架上的感温支撑件单独支撑或由感温支撑件与设在中间腔内的弹簧共同支撑。当感温支撑件达到设定温度破坏时，不带弹簧的密封件立即从喷头座中心孔出口脱开，被封于喷头座中心孔内的水进入中间腔和雾化芯，使喷头处于开式。带弹簧的密封件只有水压达到弹簧设定值时(如达到0.2Mpa)，才从喷头座中心孔出口离开，喷头才开始喷发。带弹簧的好处一是避免当系统开、停水压较小时，喷头雾化不良；二是可分担感温支撑件封堵喷头座中心孔内水压的负荷，从而提高感温支撑件的安全承载力(如感温玻璃泡直径不变可承受更高的喷头压力)或提高其热敏响应速度(如喷头压力不变可采用较细的感温玻璃泡)。可用中间腔阶梯腔壁或用支撑弹簧的环形凹槽空心柱(参见图1的件号16)做密封件定位台阶，以便喷头开启时，限制密封件下移过大，对弹簧造成过度压缩。
喷头设有喷头体，喷头体位于喷头座的底部和周边，喷头体与喷头座两者间形成碗形腔，内置密封件的中间腔位于碗形腔中央且正对喷头座中心孔出口，中间腔设有圆环形壁或带多个放射通槽的圆环形壁，中间腔与碗形腔之间靠中间腔环形壁顶部与喷头座中心孔出口间的环缝连通或靠环缝加放射通槽共同连通；雾化芯设在喷头体外周壁中，雾化芯进口经碗形腔与中间腔连通，雾化芯的喷口通大气，雾化芯是本发明例举的各类雾化芯，也可用其它类型适当的雾化芯。
在喷头座中心孔内可设有过滤网或过滤器。
当输入喷头的是气水两相流时，喷头座中心孔内设有均泡器，用于对水中的气泡群进行细化和均化，均泡器为进口大出口小的锥形弹簧振子，均泡器或为多通道均流隔栅均泡器，或为固定式或转动式多片旋叶均泡器。
本发明的闭式细水雾喷头的雾化芯均布其上形成均布的多喷嘴喷头；雾化芯也可呈不均布设置，形成非均布的多喷嘴喷头；喷头上的几个雾化芯可以是同种类的，也可是不同种类的雾化芯形成不同的喷嘴，用于产生所需特定形状的喷雾矩阵；喷头可做成立体对称形或不对称的长方体或多面体形，喷头可做成垂直安装的直立式喷头也可做成水平安装的边墙用侧式喷头，侧式喷头可设水平溅雾板，用于阻挡及溅射水平喷头向天花板方向的无用喷雾。
雾化芯是带切向通孔(槽)或顶斜通孔的旋流雾化芯，其外套是大端带螺纹的阶梯圆柱体，其内腔呈中空柱形，在柱形腔圆周壁或顶部设有切向通孔(槽)、或顶斜通孔，所说的切向通孔(槽)或顶斜通孔的水平面投影外侧母线与柱形腔壁内圆周近似相切，雾化芯内腔有收缩锥形喷口。上述雾化芯收缩形喷口的周围还可均布设有几个阶梯斜孔，形成副喷口，这些阶梯斜孔轴线围成的一圈收敛锥与喷口的扩散锥斜交叉成二次碰撞雾化的喷头喷嘴。切向孔雾化芯也可不设外套，切向孔雾化芯腔直接由喷头座周壁上的圆孔和无缝对接在圆孔上的具有收缩锥形喷口的雾化芯帽组成。
雾化芯是互击孔雾化芯，其外表是大端带外螺纹的阶梯短圆柱，内设中空柱形腔的雾化芯，其外壁的顶圆面和侧圆周壁上各设有多只均匀布置的小通孔，小通孔的轴线或成对垂直互交或在雾化芯腔轴线的垂直圆平面内呈中心放射状互交，或与芯腔轴线成大于35°角均布斜互交于轴线上一点，从而形成多种对撞流孔。
雾化芯是内外旋流双级雾化芯，其外表是阶梯圆柱连接一个有更大起始直径的倒圆锥，在雾化芯上部的圆柱腔臂上对称设有与腔内圆近似相切的旋流通孔，在旋流通孔形成旋流环的平面近下方，柱形腔开始收缩成雾化芯内锥孔；在雾化芯内锥孔的锥形外壁上均布多条等距旋流槽，旋流槽外锥面紧贴在相同形状的雾化芯座孔的锥形孔内壁上；雾化芯座孔的柱形孔与雾化芯外圆柱间形成的环形腔内通道经旋流孔、旋流腔与雾化芯内锥孔相通，环形腔外通道经旋流槽与雾化芯座孔的锥形孔出口相通；雾化芯内锥孔位于雾化芯座孔的锥形孔出口中央，两者共同构成喷嘴。
雾化芯是射流旋流复合雾化芯，它由雾化芯座孔及与之相切的旋流孔，及带内锥孔和收缩喷口的雾化芯帽和位于雾化芯座孔中央的射流通道组成，射流通道为射流孔或为旋流雾化芯(参见图14)、内外旋流双级雾化芯(参见图27)、分旋流叶片雾化芯(参见图28～30)、双级内旋流雾化芯(参见图33)、空心锥螺旋雾化芯(参见图35)那类雾化芯通道和喷口，雾化芯座孔内径与雾化芯帽内锥孔大径相同且密接，喷发时中央射流通道的射流与旋流孔造成的锥孔旋流水膜在喷口处汇合叠加，旋转冲出喷口，形成大量细雾。
雾化芯为分旋流叶片，分旋流叶片由直立平扁片的两侧分出各占半边反向倾斜的两半椭圆形叶片构成，雾化芯的轴向投影是一个与雾化芯座孔内径相等的外圆，分旋流叶片密配合装在雾化芯座孔内，两片互交成90°～120°的两半椭圆旋流叶片朝向带收缩锥孔的雾化芯座孔出口，构成喷口。
雾化芯为双级内旋流雾化芯，设有两个带圆柱腔的倒锥形套，位于上部的一级锥形套的收缩锥套在第二级锥形套中，两级倒锥形套的圆柱腔壁上都设有切向通孔或切向通槽，两级倒锥形套整体装在雾化芯座孔内，径向上雾化芯座孔与两级倒锥形套孔三者同心，轴向上第一、二级锥形套孔口或基本平齐，或者第一级锥形套孔口缩入第二级锥形套腔内，形成喷口。
雾化芯为空心锥螺旋雾化芯，设有一个锥形空腔的锥体，在锥体壁上设有一条螺旋通槽；空心锥螺旋雾化芯大端外径或与雾化芯座孔密配且整体装在雾化芯座孔内，或空心锥螺旋雾化芯只有大端装在雾化芯座孔内，而使带槽锥体直接露在大气中。
雾化芯为旋流互击流双级雾化芯，旋流互击流双级雾化芯设有雾化芯柱，在雾化芯柱下部中央设有带喷口的圆柱形互击腔，在互击腔周围对称设有至少两个有收缩孔口的互击孔，各互击孔中心线会交于互击腔中心，在每个互击孔中部有一与之垂直相通直径较小的进水旋流孔，旋流孔的外圆与互击孔侧母线相切，各旋流孔的入口位于雾化芯柱顶的无喷口側，雾化芯的外圆柱面密配固装在雾化芯座孔内，互击腔的喷口直通大气形成喷嘴。
上述雾化芯座孔可以是独立的雾化芯套，也可以是安装孔。
本发明解决了已有技术中的两个难题。第一是灭火喷头在中低压下高效细雾化并强力喷出，理论和实践都表明高压雾化容易，低压雾化难，低压远射流大密度喷细水雾更难。第二是采用适当的感温元件组成合理结构的感温支撑件，使其在着火时能控制雾化装置喷发，而平时能使喷头关闭形成闭式低压细水雾喷头。
本发明解决第一个难题的办法是设计新颖的在中低压下对不同输入流都能生成灭火细水雾的强力雾化芯。强力雾化芯的结构是经中间腔与喷头座中心孔出口相连的雾化芯进水孔、通连芯体内的特殊水流通道、构成雾化腔，雾化腔的喷口接大气、形成喷头的喷嘴。为适应不同情况的需要，本发明的雾化芯除利用压力、旋流、撞击及它们的复合作用等雾化功能外，还特别引入气泡雾化功能，例如当使用非均相的气水两相流时，除系统上采取特殊措施外，喷头上还设有均泡器结构。通过多股旋流、撞击流、射流旋流、双级旋流、锥螺旋撞击流和旋流撞击流等综合雾化结构，对单水流或气水两相流进行能受感温元件控制的强力雾化。
本发明解决第二个难题的办法是把合适的雾化芯装在喷头上，并设置一个由感温支撑件支撑的密封活塞或密封盘，密封活塞或密封盘堵住喷头座中心孔出口并把喷头座中心孔内的有压流体与相连且空置的中间腔隔开，经通道或腔与中间腔相通的各雾化芯喷口直通大气，喷头处于闭式；当达到设定温度感温支撑件损坏时，密封活塞或密封盘失去支撑而脱离喷头座中心孔出口，有压流体进入中间腔和雾化芯，喷头处于喷雾的开式状态；由于感温元件是按设定的固定温度损坏而打开喷头的，离火焰越近，感温元件受热损坏越快，因此当使用本发明喷头的灭火系统遇火灾时，火场附近的喷头就会按离火焰中心的远近依次打开喷头进行喷细水雾灭火，而远离着火点的喷头达不到设定温度仍然关闭不喷，从而实现了细水雾喷头的自启动闭式功能。
本发明可以充气作干式系统使用，也可充水作湿式系统使用。喷头输入的消防介质可以是纯水，可以是含添加剂的消防水液，也可以是气水混合的雾状流或气泡流，尤其在低压区，若想喷出大冲量细水雾，最好输入两相分散状的气水流(如雾状流、气泡流等)。为节省供气量，可以使用水包气(水为连续相，气为分散相)的气泡流和喷头气泡雾化技术。与传统的靠液流压力、旋转离心力、流体碰撞力雾化不同，气泡雾化是一种新型内生动力雾化，其机理是有意压入混合水流中的许多小气泡，在管路输送过程中的压头损失作用下，其周围流体静压力渐小，小气泡边前进边膨胀边破碎，流到喷嘴处，外周压力突变为0，被水膜包复的小气泡内的压缩气体瞬间膨胀，炸破水膜，在炸出大量细水雾的同时还伴有膨胀气体前冲，从而加大细水雾从喷嘴喷出的动量。气泡雾化喷嘴的好处一是喷嘴孔大不易堵塞，气泡雾化使低压大喷孔能喷出比高压小喷孔喷出的还细的高动量水雾，其索达尔平均直径SMD可达到100μm以下；气泡雾化喷嘴的好处二是雾化流量大，尤其可贵的是其喷雾冲量大，它比高压小孔喷出的细水雾速度更快，喷射距离远，进入火焰的穿透力大，因而灭火效率更高。但气泡流类的两相混流变化多端，难以控制，极易偏析和并聚成泡沫，因此除了系统上采取措施外，使用的喷头上还需加装均泡器类的特殊装置。当输入介质为气泡流时，本发明都设有适当的均泡器可喷出超细气水雾，特别适合于对怕水迹污染的消防对象做全淹没灭火。
本发明所述细水雾是指在工作压力下所喷水雾的累积体积百分率为Dv0.99≤1000μm。
本发明所说的中低压是指喷头座入口处的流体压力，当流体压力为3.45～1.21Mpa时属中压，小于1.21Mpa时属低压，若仅使用消防水，则喷头水压最好不小于0.6Mpa。本发明的工作压力上限主要由感温玻璃泡的安全承载力和能维持闭式喷头可靠密封的安全载荷决定。
本发明的特点不但提出新的雾化理念，给出一些新颖雾化装置，更主要的是把原来分属两类喷头的雾化机构与闭式自启动机构组合起来，形成一类有独特优良功能，适用多种介质和各类中低压水消防系统的细水雾或气体细水雾多喷嘴闭式喷头，非常适合现代消防的高要求和性能化防火设计使用。
与已有的技术方案比较，本发明具有以下优点1、雾化度比已有的洒水喷头及水雾喷头都好得多，即使喷出大量细水雾，其用水量和水迹污染也较少。本发明有洒水喷头和水雾喷头所不具备的细水雾灭火的多种优点，如可用于做全淹没灭火；也可用于怕水迹污染场所的消防，具有绿色环保特性。
2、与已有的细水雾喷头相比，本发明具有一般细水雾喷头所不具备的感温自启动功能以及平时封闭不喷发的闭式喷头功能。它与大多数高中压细水雾喷头相比，能在较低的供水压力下喷出灭火所需细水雾。
3、与国外现开发的高压闭式细水雾喷头相比，本发明不采用仅靠小孔高压力雾化的单一结构，本发明的喷头使用中低压元件并採用不易堵塞的大喷口雾化、气泡雾化和闭式低压喷发和定压启停不拖尾水等有特色的综合控制雾化技术，组成能满足不同需要的几种多喷嘴闭式低压细水雾喷头。它们既可满足某些消防对象对细水雾灭火的特殊要求，也可方便地用在备有普通消防水源的民用消防系统中，而不必面对高压细水雾喷头所需的高压水泵难求和民用消防限制使用高压的难题。
4、本发明的温控闭式结构是传统洒水喷头的闭式结构的改进，可方便地沿用洒水喷头使用成熟的感温玻璃泡或易熔合金组件作感温支撑件，而不必开发新的感温支撑构件，因而其开发制造的成本较低，使用安全可靠。
图1为喷头座底活接喷头框架的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图1.1为带射流旋流雾化芯的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图1.2为图1.1的I-I剖视图。
图2为喷头座底设可调弹簧的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图3为带柱塞形密封盘的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图4为带不对称多喷嘴的闭式中低压细水雾方形喷头示意图。
图5为图4的仰视图。
图6为雾化芯及喷头框架设在喷头体上的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图7为图6的K-K剖视图。
图8喷头座和喷头体上设两种雾化芯的串级雾化多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图9为图8的D-D剖视图。
图10为带喇叭形扩口小孔的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图。
图11为图10的A向视图。
图12为图10的P-P剖视图。
图13为图10的T-T-T剖面图。
图14为切向孔旋流雾化芯结构示意图。
图15为图14的A-A剖面图。
图16为切向槽旋流雾化芯结构示意图。
图17为顶斜孔旋流雾化芯结构示意图。
图18为图17的俯视图。
图19为垂直互击孔雾化芯结构示意图。
图20为图19的E-E剖面图。
图21为中心互击孔雾化芯结构示意图。
图22为图21的K-K剖面图。
图23为斜交互击孔雾化芯结构示意图。
图24为图23的T-T-T剖面图。
图25为内外旋流双级雾化芯的结构示意图。
图26为图25的A-A剖面图。
图27为内外旋流雾化芯另一种安装方式的结构示意图。
图28为分旋流叶片雾化芯的结构示意图。
图29为图28雾化芯的G向视图。
图30为分旋流叶片雾化芯的另一种安装方式的结构示意图。
图31为带双级内旋流雾化芯结构示意图。
图32为图31的D-D剖视图。
图33为双级内旋流雾化芯的另一种安装方式和结构的示意图。
图34为图33的F-F剖视图。
图35为空心锥螺旋雾化芯结构示意图。
图36、37为旋流互击流双级雾化芯的两种结构示意图。
图38为图36的K-K剖面图。
在上述图中的标记所代表的件号名称如下1.喷头座 2.喷头体 3.喷头座中心孔出口 4.密封圈或密封垫(密封配件)5.密封盘或密封活塞(密封件) 6.感温玻璃泡 7.易熔合金支架8.中间腔 8.1中间腔的出口环槽 8.2中间腔壁的放射槽9.框架臂及调紧件 10.过滤器或过滤网 11.弹簧 12.压环13.碗形腔14.弹簧振子均泡器 15.多通道隔栅均泡器16.框架上环形凹槽圆盘17.环形凹槽螺塞18导流压盖与套19.多叶片转子均泡器 20导流支撑板21多旋叶定子均泡器 22側喷式溅雾板01旋流雾化芯011.切向孔旋流雾化芯 012.切向槽旋流雾化芯013.顶斜孔旋流雾化芯 02互击孔雾化芯021.垂直互击孔雾化芯022.中心互击孔雾化芯 023.斜交互击孔雾化芯03.内外旋流双级雾化芯04.射流旋流复合雾化芯 05.分旋流叶片雾化芯06.双级内旋流雾化芯 07.空心锥螺旋雾化芯 08.旋流互击流双级雾化芯09.带喇叭口的小孔雾化芯 0X0雾化芯座 0X1雾化芯帽
具体实施例方式
实施例1喷头座底活接喷头框架的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图，参见图1。本实施例的喷头座中心孔装过滤器10，喷头座中心孔出口3被带有密封圈4的密封活塞5的顶面封堵，密封活塞上部位于中间腔的出口环槽8.1的中央，密封活塞下部带小密封圈的阶梯柱位于中间腔8的下部，并通过环形凹槽圆盘16的中心孔，其底部被感温玻璃泡6顶紧，框架底部的调紧件9支撑感温玻璃泡，框架上部带外螺纹的环形凹槽圆盘16、螺纹连接在喷头座1的底部中央螺孔内，封住喷头中间腔底的环形凹槽圆盘支撑弹簧11，弹簧11位于中间腔内密封活塞阶梯柱的周围并用预紧压缩力支撑着密封活塞，装在喷头座四周的雾化芯0X的座腔进口与中间腔出口环槽8.1相连通，雾化芯0X可以选用本发明给出的各种雾化芯，也可选用其它适当的雾化芯。
实施例2带射流旋流复合雾化芯的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图参见图1.1与1.2。本实施例给出的喷头与实施例1的喷头类似，所不同的是喷头座四周设的雾化芯为射流旋流雾化芯04。它由雾化芯圆孔046和雾化芯帽044及中央射流通道042和切向旋流孔041组成，雾化芯帽的内腔锥孔大端与雾化芯圆孔直径相等且互相密接，雾化芯帽内腔锥孔小端收缩成雾化芯喷口045；出口环槽8.1的台肩处设有旋流孔041的入口，旋流孔的另一端通雾化芯圆孔046并与之相切(见图1.2)，从中间腔8引出的射流通道，位于雾化芯圆孔中央并对准雾化芯喷口，射流通道为射流孔或为雾化芯01(参见图14)、雾化芯03(参见图27)、雾化芯05(参见图28～30)、雾化芯06(参见图33)、雾化芯07(参见图35)雾化芯通道和喷口，框架的环形凹槽圆盘16上设弹簧11，感温玻璃泡和弹簧11共同支撑密封盘5，设计弹簧和密封盘的结构可以决定喷头开停喷发的水压。若遇火情玻璃泡6破坏，当水压超过弹簧预紧力时、密封盘离开喷头座中心孔出口，水进入中间腔8，然而分两路进入雾化芯，一路经孔041进入雾化芯在圆孔和锥孔内旋流成水膜，另一路由中央射流通道042做中心射流，旋流和射流在喷口045处交汇叠加，形成大冲量细水雾外喷；当管路压力低于设定值时，弹簧支撑密封盘复位并重新堵住喷头座中心孔出口，喷头停喷。
实施例3喷头座底设可调弹簧的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图，参见图2。本实施例与实施例1的喷头结构基本相同，件1，4，6，10，11，0X，及中间腔8和8.1也与实施例1类似，不再赘述，所不同的是喷头座中心孔内设多通道导流隔栅均泡器15，喷头座下部框架与喷头座一体，中间腔底部中央设环形凹槽圆盘螺塞17，转动螺塞17可调整弹簧11对密封盘5的预紧压力。喷头座中心孔内设带密封圈的压环12，用于和带组合密封垫的密封盘5共同密封喷头座中心孔出口。
实施例4带密封活塞的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头示意图，参见图3。本实施例结构与实施例3基本相同不再描述，所不同的是中间腔8的底部不可调、它的上部设组合密封活塞5，密封活塞用側面封堵中间腔出口环槽8.1，用顶面封堵喷头座中心孔出口的压环12。
实施例1～4的喷头中间腔内设的弹簧11是个预紧压缩弹簧，如选启喷压力为0.2Mpa则弹簧预紧力为密封活塞顶有效水压面积×0.2Mpa，即上述四种喷头在输入水流压力小于0.2Mpa时不会开启喷发，这可以避免系统启停时低水压下喷头雾化不良，对雾化过程要求不严格的场合或喷发气体细水雾时，上述实施例的中间腔内可不设弹簧。
实施例5带不对称多喷嘴的闭式中低压细水雾方形喷头示意图，参见图4、5。本实施例是具有侧喷式溅雾板22且带方形喷头座1(也可是其它需要的形状)的边墙用喷头。喷头座上设有上下不对称安装且种类不同的两种雾化芯0X以适应不同远度和方位的喷雾需求，位于中间腔8内的密封活塞5的顶面与带密封圈的喷头座中心孔出口压环12、共同密封喷头座中心孔出口，密封活塞5的活塞側面则封住中间腔出口环槽8.1，密封活塞带密封圈的底柱被支撑在喷头框架调紧件9上的感温玻璃泡6顶紧，喷头座中心孔入口设过滤网10，其下设导流压盖与套18、多叶片转子均泡器19和导流支撑板20(也可采用叶片旋向和布置利于均泡的多叶片定子均泡器)用于对输入的气泡水流中的气泡进行均泡和细化，若输入为纯水流，则不设导流压盖与套18、多叶片转子均泡器19和导流支撑板20或可采用叶片旋向和布置利于均泡的多叶片定子均泡器。
实施例6雾化芯及喷头框架设在喷头体上的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，参见图6、7。喷头座中心孔入口设过滤器10，喷头座中心孔内设弹簧振子均泡器14(如使用纯水流不必设件14)用以破碎和细化水中的大气泡、带密封圈4的密封盘5被喷头框架调紧件9和带易熔合金的支架7、顶紧封堵在喷头座中心孔出口上，密封盘5位于中间腔8内，密封盘底柱位于中间腔底部的通孔内，中间腔经过环形缝和中间腔壁的放射通槽8.2连通喷头座1与喷头体2之间的空隙碗形腔13，空心锥螺旋雾化芯07用大端外螺纹旋装在喷头体周壁上并与碗形腔相通，也可采用其它适当类型的雾化芯装在喷头体周壁上。
实施例7喷头座和喷头体上设两种雾化芯的串级雾化多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，喷头体上也装有不同类雾化芯，参见图8、9。本实施例喷头结构及件1、2、10与实施例5类似不再描述，不同处在于喷头座中心孔内装一个大流量低阻力雾化芯07，以便水进入各喷嘴雾化芯之前先在喷头座内旋转撞击，增加流体表面能，为后级雾化创造好条件。在喷头体周边斜棱锥面上设08类的大型雾化芯负责向四周喷雾，在喷头体底部装中心线会交于喷头中心的2～4只旋流或互击流雾化芯01或较小型的雾化芯，负责向喷头下方做二次互击喷细雾。中间腔的底部周壁及密封盘5的顶面、和密封盘尾柱根部都设密封圈4，被支撑在感温玻璃泡6上的密封盘尾柱在中间腔8底部通孔内滑配，当感温玻璃泡达设定温度损坏、密封盘失去支撑而被水压冲向中间腔底部时，中间腔底部通孔正好被密封盘尾柱及其密封圈所密封，喷头座中心孔出口水流只能通过中间腔壁的切向放射槽8.2和顶环缝(参见图9)流入碗形腔13，再进入装在喷头体壁上的各雾化芯进行喷雾。本实施例采用多级串联混合雾化和据灭火要求在喷头不同方向和位置上设置不同雾化芯的方案，以便造出所需喷雾矩阵。
上述实施例1～6的喷头可以装实施例9～15所述的各雾化芯，也可装其它适当类型的雾化芯做喷头的多喷嘴雾化芯。
实施例8带多个喇叭形扩口小孔雾化喷嘴的闭式中低压细水雾喷头，参见图10～13。本实施例与实施例7喷头大体构造相同，不同的是图8上件07的位置换成弹簧振子均泡器14(喷纯水不设件14)，雾化芯08的位置换成带扁喇叭形扩口的小孔090(参见图11，A向)，雾化芯01的位置换成带圆喇叭形扩口的阶梯对撞小孔091(参见图13，T-T-T剖面图)。小孔090数量不少于6只，喇叭口的长径约为孔径的2～5倍，短径为略大于孔径到孔径的两倍，对撞小孔091数量为2～6只，轴心互交角为100°～75°，小孔091的第二级直径及过度圆角直径约为第一级的2～3倍，090及091的小孔直径为φ1.～φ3.长径比为0.5～2。
实施例9参见图14～18。旋流雾化芯01包括切向孔旋流雾化芯011或切向槽旋流雾化芯012或顶斜孔旋流雾化芯013，它们有阶梯柱状外形及圆柱形雾化腔和收缩锥形喷口01X5，雾化芯喷口周围还可以设几个均布阶梯斜孔做为付喷口0116或0126，柱形腔0110和0120的周壁上设有切向孔0112或切向槽0122，在柱形腔0130的顶盖上设有中心对称的顶斜孔0132，这些通入柱形腔的孔、槽与柱形腔圆周近似相切(0112、0122、0132通称01X2；0110，0120，0130通称01X0，即01X2在水平面上投影的外母线与腔01X0的内圆周相切)；当压力水流经雾化芯的切向孔或槽进入雾化芯腔，并沿腔内圆周室旋转前进，到收缩锥处会越转越快形成空心薄水膜，螺旋状高速冲出雾化芯，在脱离喷口约束的瞬间，离心力和惯性力使液膜失稳破裂成丝滴状继续前进并与空气剧烈碰撞、磨擦，进一步破碎成许多小水滴从而生成细水雾。
实施例10互击流孔雾化芯，参见图19～24。成台阶柱形的雾化芯外壁02X1的大圆柱面固定密配安装在雾化芯座孔内，而雾化芯带孔的小圆柱或圆锥面则与进水通道相连，压力水经直径为1～3mm的多个对撞小孔，在雾化腔02X0内互相撞击粉碎成雾，由喷口喷出细水雾。
本实施例的雾化芯孔有下述三种类型垂直互击孔雾化芯021，在其柱形壁的顶圆平面的圆周上和侧圆周壁上均匀对称分布数量和直径相同的3～6对互相垂直的通孔0212和0213。
两种有3～7个中心对撞孔的雾化芯022和023前者的通孔0222均匀分布在垂直于雾化芯轴线的圆周平面内，它的顶平面中心也可设一同样大小的通孔0223；而后者的通孔0232则均匀分布在锥面上，它们的轴线与雾化芯轴线成大于35°角的等角相交于雾化芯轴线上一点。
实施例11内外旋流双级雾化芯，参见图25～27。内外旋流双级雾化芯03的雾化芯座孔出口侧036呈倒圆锥形，且与雾化芯下部倒圆锥上的外螺旋槽034的外圆锥面相吻合密配；雾化芯具有内外旋流双级雾化通道结构，雾化芯上部是由导流螺塞031封顶的圆柱腔套，雾化芯的下部是大径近于雾化芯座孔直径的空心倒圆锥，其外锥面与雾化芯座孔收缩锥面一样，雾化芯内圆柱腔周壁上均布有与腔内圆近似相切的旋流通孔032，在旋流通孔平面以下不远处圆柱腔收缩成倒锥形的雾化芯内喷口035。雾化芯座孔0X2与雾化芯间形成的环形腔内通道经旋流孔032和旋流腔030与雾化芯内喷口035连通，外通道经旋流槽034沿外锥壁的螺旋槽与雾化芯座孔出口036相通，两条旋向一致的通道在喷雾化芯座孔出口036处汇合形成具有双环流的细水雾喷口。本雾化芯座0X0也可做成两体式而不做成整体套，即由安装孔和雾化芯帽0X1构成。
实施例12分旋流叶片雾化芯，参见图28～30。雾化芯05为一整体分旋流叶片结构，它是一个直立扁片051，其两侧分出各占半边互相反向倾斜的两半椭圆形叶片052，两片对立的半椭圆形叶片的轴向投影是一个与雾化芯座0X0孔内径相等的圆，分旋流叶片密配装在带收缩孔的雾化芯座孔内，相互交叉成90°～120°的两半椭圆叶片朝向雾化芯座孔出口056，形成雾化芯喷孔。雾化芯座也可做成两体式，即雾化芯座孔0X0不是套而只是母体安装孔和雾化芯帽0X1。
实施例13双级内旋流雾化芯06，参见图31～34。一级锥套064设封头导流螺塞061，一级锥套的侧壁上有切向孔062，一级倒立锥套收缩锥及出口066位于第二级倒立锥套腔中，第二级倒立锥套的侧壁开有切向槽孔063，两级锥套连成整体，靠两端大圆环定位紧装在雾化芯座0X0孔内；第二级锥套出口065位于雾化芯座孔出口中央，形成雾化芯喷口，第二级锥套出口065和第一级锥套出口066在径向上两者同心，在轴向上两级锥套孔口或者大概平齐，或者第一级锥套出口066缩入第二级锥套腔内。本雾化芯也可做成图33形状。即不设雾化芯座套，而把雾化芯直接设于安装孔中，此时061只是个螺塞，两级锥套外圆都设一个与座孔内径相同的圆台阶，一个在一级锥套圆台阶上开多个导流槽，一个在二级锥套台阶上设连接螺纹，一级锥套上的切向孔变成切向槽。
实施例14空心锥螺旋雾化芯07，参见图35。在有锥形空腔的锥套壁上设一条螺旋通槽072，形成空心锥螺旋雾化芯，其大端孔071的外壁设有外螺纹，大端外螺纹旋在雾化芯座孔进口内，雾化芯的小锥口位于雾化芯座孔出口中央，形成同心双圆环形喷口；本实施例的空心锥螺旋雾化芯，也可不设雾化芯座套0X0，只把其大端设于安装孔内，而使其整个空心锥螺旋全部露在大气中。
实施例15旋流互击流双级雾化芯，参见图36～38。旋流互流双级雾化芯08是先经旋流雾化再经撞击雾化的双级雾化芯，其结构是位于雾化芯柱080下部中央的圆柱形互击腔084，向下连接雾化芯锥形喷口085并直通大气，向周围连通3～4个带缩孔口的互击孔082，各互击孔轴线均布汇交于互击腔中心，每个互击孔有一个直径较小的旋流孔081与之相交，互击孔侧母线与旋流孔的外圆相切，旋流孔的入口均布在圆柱形雾化芯的顶面上。雾化芯的外圆柱密配固装在座孔内。
权利要求
1.多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于设有喷头座、密封件、中间腔、雾化芯、喷头框架和感温支撑件；喷头座内设有喷头座中心孔、喷头座中心孔进口和喷头座中心孔出口；密封件设在中间腔内，密封件封堵住喷头座中心孔出口或封堵住中间腔底部的通孔；中间腔进口接喷头座中心孔出口，中间腔出口经通道或腔接雾化芯进口；雾化芯设至少两只，雾化芯内设有水流通道，水流通道与雾化芯喷口连通，雾化芯喷口通大气；喷头框架一端固定在喷头下方，喷头框架另一端支撑感温支撑件；感温支撑件位于喷头框架与密封件之间。
2.如权利要求1所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于密封件选自密封活塞或带尾柱的密封盘。
3.如权利要求1或2所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于在密封件上，或密封件和中间腔上，或喷头座中心孔上，或喷头座中心孔内的压环上设有密封配件。
4.如权利要求1所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于中间腔选自圆柱形腔、带环形槽的阶梯柱形腔、带放射通槽或通孔的环形壁围成的圆柱形腔中的一种。
5.如权利要求1所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于所述雾化芯内的水流通道选自圆射流雾化通道，液膜射流雾化通道，圆射流雾化通道与液膜射流雾化通道组合成的雾化通道中的一种；所述雾化芯选自旋流雾化芯、互击流孔雾化芯、内外旋流双级雾化芯、射流旋流复合雾化芯、分旋流叶片雾化芯、双级内旋流雾化芯、空心锥螺旋雾化芯、旋流互击流双级雾化芯、带喇叭口小孔雾化芯中的至少一种；所述的旋流雾化芯设有带收缩喷口和顶圆面壁的圆柱形腔，圆柱形腔的周壁设有切向通孔或切向通槽或顶圆面壁设顶斜通孔，所说的孔或槽的外侧母线与圆柱形腔的圆周相切；所述的互击流孔雾化芯设有圆柱形腔，腔的顶圆面壁和侧圆周壁上设均布通孔，通孔的轴线或成对垂直互交，或在垂直于雾化芯腔轴线的圆平面内呈中心放射状互交，或与雾化芯腔轴线成大于35°角斜互交于轴线上一点，形成对撞流孔；所述的内外旋流双级雾化芯的圆柱腔收缩成带喷口的锥形腔，锥形腔外锥壁上设多条等距旋流槽，圆柱腔腔臂上有与腔内圆相切的旋流通孔，带等距旋流槽的外锥面紧贴在相同形状的雾化芯座的锥孔壁上；雾化芯座的柱孔与雾化芯上部圆柱间形成的环形腔、内通旋流孔外通旋流槽，各旋流槽出口围在锥形腔喷口外周且都位于雾化芯座的锥孔内；所述的射流旋流复合雾化芯带喷口的锥形腔的大端孔与同径的圆柱腔相接，圆柱腔的圆平面壁上设有与锥形腔和喷口同心的中央射流通道，中央射流通道为中心射流孔或为01、03、05、064、07号雾化芯通道和喷口，圆柱腔与旋流孔相贯，且圆柱腔侧母线与旋流孔内圆相切；所述的分旋流叶片雾化芯由中央直立平扁片和向两侧分出反向倾斜的两半椭圆叶片组成，叶片的轴向投影是与雾化芯座孔径相等的圆，交叉成90°～120°的两半椭圆叶片朝向带收缩孔的雾化芯喷口；所述的双级内旋流雾化芯带圆柱腔的一级锥套被套在具有锥套的二级圆柱腔内，两级圆柱腔都有切向孔或槽从外围的雾化芯座孔通入，两级锥套同心且出口平齐，或者一级锥套出口缩入二级锥套腔内；所述的空心锥螺旋雾化芯设有带锥形腔的锥体，锥体切有一条锥螺旋通槽，锥体全装在雾化芯座孔内或仅大端装在雾化芯座孔内而锥体露在大气中；所述的旋流互击流双级雾化芯其下部中央设有喷口通大气的圆柱形腔，腔周围均布至少2个有收缩孔口的互击孔，每个互击孔通入一切向．旋流进水孔，各进水孔入口位于雾化芯圆柱顶面，雾化芯圆柱面密配固装在雾化芯座孔中。
6.如权利要求1所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于感温支撑件由感温元件和支撑组件构成，感温元件选自感温玻璃泡或易熔合金，支撑组件为设于喷头框架上的调紧机构或压紧杆系。
7如权利要求1所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于喷头座中心孔内设有过滤器或设有过滤器和均泡器；过滤器为一多孔板或网；均泡器选自进口大出口小的锥形弹簧振子均泡器，多通道导流隔栅均泡器，固定式或转动式多片旋叶均泡器中的一种。
8.如权利要求1、2、4、5、6或7所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于雾化芯设于喷头座的外周壁中；与喷头座中心孔直通的中间腔及内置的密封件都设于喷头座内；喷头框架固接在喷头座底部，密封件由支撑在喷头框架上的感温支撑件单独支撑或由感温支撑件与设于中间腔内的弹簧共同支撑。
9.如权利要求1、2、4、5、6或7所述的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于在喷头座的底部和周边设有喷头体，喷头体与喷头座两者间形成碗形腔，内置密封件的中间腔位于碗形腔中央且正对喷头座中心孔出口，中间腔设有圆环形壁或带多个放射通槽的圆环形壁，中间腔与碗形腔之间靠中间腔环形壁顶部与喷头座中心孔出口间的环缝连通或靠环缝加放射通槽共同连通；雾化芯设在喷头体外周壁中，雾化芯进口经碗形腔与中间腔连通。
10.如权利要求1、2、4、5、6或7所说的多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，其特征在于喷头座呈长方体或多面体，雾化芯至少选用一种，雾化芯形成的喷嘴在喷头座上呈对称或不对称设置；喷头为立式喷头或侧式边墙喷头。
全文摘要
多喷嘴闭式中低压细水雾喷头，涉及一种消防用的能自动开启喷发灭火的细水雾喷头，提供一种带有感温元件控制开启机构，且能用较少量中低压水就可喷出浓密细水雾的一类多喷嘴闭式中低压细水雾喷头。设有喷头座、密封件、中间腔、雾化芯、喷头框架和感温支撑件；喷头座内设有喷头座中心孔和进出口，中间腔进口接喷头座中心孔出口，密封件设在中间腔内，密封件封堵住喷头座中心孔出口，中间腔底部设通孔、中间腔出口经通道或腔接雾化芯进口；雾化芯设至少两只，雾化芯内设有水流通道，水流通道与雾化芯喷口连通，雾化芯喷口通大气；喷头框架一端固定在喷头下方，另一端支撑感温支撑件；感温支撑件位于喷头框架与密封件之间。
文档编号B05B1/10GK1730163SQ20051009677
公开日2006年2月8日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者韩铁夫 申请人:韩铁夫